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    生理研究表明植物盐分胁迫是多因素的,包括渗透胁迫和细胞钠(Na+)毒性[3]。当植物体内的盐离子积累到一定程度,离子毒害开始显现,包括细胞膜完整性被破坏;胞内蛋白质失活影响胞内的酶反应,其中以光合过程对盐度最敏感;蛋白质合成受抑制;胞内Na+/K+平衡被打破[4]等。

    虽然高盐浓度抑制植物生长,但在植物体内有一套适应或者抵御Na+积累的措施和途径,或将Na+排出细胞外至质外体或土壤中[5-7],或是螯合胞质中的Na+以隔离在液泡中[8],或是减少Na+从根部向地上部的运输,或是增强地上部Na+向地下部回流[9-11]。要完成这些生理过程需要Na+通道蛋白和转运载体的参与和相互配合。

    最近的研究表明,HKT转运体/离子通道家族在植物Na+耐受机制中起重要作用[2]。HKT转运蛋白可以依据对Na+和K+的离子渗透性分为两类:I类HKT转运蛋白('HKT1s')通常介导Na+的选择性转运,而II类HKT转运蛋白('HKT2')部分介导Na+/K+转运活性[12,13]。拟南芥,水稻和小麦中I类HKT转运蛋白可从叶子排出Na+,从木质部汁液中除去Na+[15-18],以保护植物叶和光合机械免于Na+过度积累的危害,提高植物Na+耐受性[11,14]。

    但目前尚未在植物中发现HKT转运蛋白的调节剂[2]。考虑到基因转录水平的调节对植物抵御胁迫的生理调节有重要意义,实验室团队用Clontech的酵母单杂交系统Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System筛选cDNA文库中与启动子区域结合的转录因子,发现MYB-cc家族的蛋白可以与OsHKT1;1启动子中的-612-+17这一区域直接结合,在盐胁迫条件下,对OsHKT1;1的表达发挥正调控作用,将其命名为OsMYBc。

    MYB蛋白家族是植物中已知的最大的转录因子家族之一,因其共有的高度保守的MYB-DNA结合域而得名。这个结合区域通常由1至4个氨基酸残基序列重复(R)组成。MYB蛋白在植物初级和次级代谢调节,种子和花卉发育,细胞识别,胁迫响应等多种生物过程中发挥作用[19],可以通过直接或间接地调控胁迫相关基因来响应盐胁迫[20]。这些被调控的下游因素包括RD22,SOSs,PP2Cs,Pi转运蛋白,ROS清除蛋白,ABA合成蛋白,细胞扩增和角质层代谢蛋白等应激诱导蛋白。

    而新发现的MYB-cc家族仅占MYB家族中的一小部分,含有coiled coil保守域,可能与形成二聚体复合物相关[21]。目前有关于MYB-cc转录因子的报道并不多,多见于磷元素饥饿调控相关的PHR类转录因子,以及影响开花时间的AtMyr1, AtMyr2。

    为进一步了解完善HKT基因表达的调节网络,前期研究通过酵母双杂交试验,筛选到与OsMYBc互作的蛋白:RING型泛素E3连接酶,将其命名为OsMSRFP(Oryza sativa MYBc-Stress-related RING Finger Protein)。在水稻中,许多RING指蛋白被证明参与对非生物胁迫的响应和适应[22]。据报道,编码泛素E3连接酶的水稻RING结构域蛋白1(OsRDCP1)和水稻叶绿体靶向RING E3连接酶1(OsCTR1)过表达时,能提高转基因植物耐旱性[23,24]。

    植物适应非生物胁迫的调节系统包括转录、翻译这两大过程中的调控[25],翻译后的调控又以泛素化修饰为代表。蛋白质的泛素化通常导致其通过26S蛋白酶体的降解[26]。泛素化修饰是一个酶联反应的过程,包括E1活化,E2偶联和E3连接。E3蛋白通常根据其结构和作用机制分为四个主要亚家族:与E6相关蛋白C终点同源(HECT),真正有趣的新基因(RING),U盒和cullin-RING连接酶[27]。

    本文针对前期筛选到的OsMYBc互作蛋白OsMSRFP,利用BiFC、GST Pull Down等方法进行体内外验证,证实二者间确实存在互相作用。同时对互作蛋白OsMSRFP功能展开研究,发现二者互相作用后增强了OsHKT1;1基因启动子活性,提高植物耐盐性,本论文的研究结果对完善OsHKT1;1基因的调控网络以及丰富水稻盐胁迫分子机制提供了理论基础。

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